DE102017202695A1 - Katalysator zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katalysator (14) zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer im Normalbetrieb mit Sauerstoffüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine (4), wobei der Katalysator (14) in einem Gehäuse (16) einen ersten Träger (18) und einen zweiten Träger (20) aufweist, wobei der erste Träger (18) eine NOx-Speicherkomponente aufweist und der zweite Träger (20) als SCR-Katalysator ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Katalysator zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem derartigen Katalysator und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
  • Mit Abgasnachbehandlungsvorrichtungen werden Verbrennungsgase, nachdem sie den Brennraum oder die Brennkammer einer das Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine verlassen haben, auf mechanischem, katalytischem oder chemischem Wege gereinigt, um so gesetzliche Schadstofflimits einhalten zu können.
  • Dieselmotoren und moderne Magermix-Ottomotoren arbeiten in einem Magerbetrieb, d. h. mit einem Sauerstoffüberschuss (λ > 1). Herkömmliche Dreiwegekatalysatoren können daher nicht eingesetzt werden. Zwar ist die Oxidation von CO (Kohlenmonoxid) und CmHn (unvollständig verbrannte Kohlenwasserstoffe) bei Sauerstoffüberschuss analog zum herkömmlichen Dreiwegekatalysator weiterhin möglich, jedoch muss NOx (Stickoxide) zwischengespeichert werden. Deren katalytische Reduktion erfolgt zyklisch mit einem stöchiometrischen bis fetten Abgasgemisch. Daher sind Katalysatoren mit zusätzlichen chemischen Elementen erforderlich, die eine Speicherung von NOx ermöglichen, sogenannte NOx-Speicherkatalysatoren. Zusätzlich weisen derartige Abgasnachbehandlungsvorrichtungen SCR-Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden unter Verwendung von Harnstoff auf, der an einer Harnstoffeinspritzstelle in den Abgasstrom eingespritzt wird. Solch ein SCR-Katalysator kann eine Beschichtung aufweisen, um ihn als Dieselpartikelrußfilter bzw. Dieselpartikelfilter (SDPF) zur Reduzierung der im Abgasstrom vorhandenen Partikel auszubilden.
  • Jedoch kann z. B. bei einem Betrieb im Leerlauf die Abgastemperatur unterhalb einer Mindestbetriebstemperatur fallen, so dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung nicht mehr wirksam arbeitet.
  • Es besteht daher Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie die Abgasnachbehandlung auch bei niedrigen Abgastemperaturen verbessert werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Katalysator zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs mit einer im Normalbetrieb mit Sauerstoffüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine, wobei der Katalysator in einem Gehäuse einen ersten Träger und einen zweiten Träger aufweist, wobei der erste Träger eine NOx-Speicherkomponente aufweist und der zweite Träger als SCR-Katalysator ausgebildet ist.
  • Somit wird ein besonders wenig Bauraum in Anspruch nehmender Katalysator bereitgestellt, der die Funktionalitäten eines NOx-Speicherkatalysators und eines SCR-Katalysators in sich vereint. So kann die Abgasnachbehandlung auch bei niedrigen Abgastemperaturen insbesondere durch die NOx-Speicherkomponente verbessert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist in dem Gehäuse eine Abgasleiteinrichtung angeordnet ist, mit der der Abgasstrom wahlweise zuerst durch den ersten Träger und nachfolgend durch den zweiten Träger oder durch den zweiten Träger unter Umgehung des ersten Trägers gelenkt werden kann. So kann Abgas - je nach Höhe der Abgastemperatur - durch beide Träger und damit auch durch den ersten Träger mit der NOx-Speicherkomponente oder nur durch den zweiten Träger geleitet werden, während der erste Träger nicht mit Abgas beaufschlagt wird. So kann die Temperatur in der Abgasnachbehandlungvorichtung konstant bzw. oberhalb einer Mindestbetriebstemperatur gehalten werden und so die Wirksamkeit der Abgasnachbehandlung nochmals gesteigert werden. Ferner kann die Abgasleiteinrichtung dazu ausgebildet sein, beliebige Zwischenstellungen einnehmen zu können, so dass beide Träger simultan, d. h. zeitgleich mit dem Abgasstrom beaufschlagt werden können, der durch die Abgasleiteinrichtung einem gewünschten Teilungsverhältnis gemäß zweigeteilt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abgasleiteinrichtung eine erste Armatureinrichtung und eine zweite Armatureinrichtung auf, wobei mit der ersten Armatureinrichtung ein zum ersten Träger führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden kann und mit der zweiten Armatureinrichtung ein zum zweiten Träger führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden kann. So kann die Abgasleiteinrichtung einen besonders einfachen Aufbau aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Träger eine ihn als Dieselrußpartikelfilter ausbildende Beschichtung auf. So kann der zweite Träger neben der Funktionalität als SCR-Katalysator zusätzlich als Dieselpartikelrußfilter bzw. Dieselpartikelfilter (SDPF) zur Reduzierung der im Abgasstrom vorhandenen Partikel dienen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste Träger ringförmig und der zweite Träger zylinderförmig ausgebildet, wobei der zweite Träger in den ersten Träger eingesetzt ist. So kann der Katalysator besonders einfach ausgebaut sein und es wird der zweite Träger von dem ersten Träger gehalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Träger dazu ausgebildet, dass der Abgasstrom durch eine Eingangs-Stirnfläche des ersten Trägers in den ersten Träger eintreten und durch eine Ausgangs-Stirnfläche des ersten Trägers austreten kann, und der zweite Träger ist dazu ausgebildet, dass der Abgasstrom durch eine Eingangs-Stirnfläche des zweiten Trägers oder eine außenseitige Mantelfläche (es zweiten Trägers in den zweiten Träger eintreten kann und durch eine Ausgangs-Stirnfläche austreten kann. Somit strömt Abgas ausgehend vom ersten Träger radial nach innen in den zweiten Träger, wenn der erste Träger und der zweite Träger nacheinander vom Abgas durchströmt werden und nur axial durch den zweiten Träger, wenn nur der zweiter Träger mit Abgas beaufschlagt wird.
  • Ferner gehören zur Erfindung eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem derartigen Katalysator und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Brennkraftmaschine und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
    • 2 Details eines Katalysator der in 1 gezeigten Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
    • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Armatureinrichtung im geöffneten Zustand.
    • 4 die in 3 gezeigte Armatureinrichtung im geschlossenen Zustand.
  • Es wird zunächst auf die 1 Bezug genommen.
  • Die 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 4 und eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 6 eines Kraftfahrzeugs 2.
  • Die Brennkraftmaschine 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Dieselmotor, d. h. der Dieselmotor wird im Normalbetrieb mit einem Sauerstoffüberschuss (λ > 1) betrieben. Abweichend hiervon kann die Brennkraftmaschine 4 auch als Ottomotor im Magerbetrieb zur Erhöhung des Motorwirkungsgrades ausgebildet sein.
  • Die Brennkraftmaschine 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel turboaufgeladen, so dass im Abgasstrom der Brennkraftmaschine 4 eine Turbine 8 eines Abgasturboladers nachgeschaltet ist.
  • Die in Abgasströmungsrichtung der Brennkraftmaschine 4 nachgeschaltete Abgasnachbehandlungsvorrichtung 6 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordnet einen ersten Katalysator 10, eine Harnstoffeinspritzstelle 12 und einen zweiten Katalysator 14 auf.
  • Der erste Katalysator 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als NOx-Speicherkatalysator ausgebildet, während der zweite Katalysator 14 sowohl als NOx-Speicherkatalysator und als SCR-Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden unter Verwendung von Harnstoff ausgebildet ist, der an der Harnstoffeinspritzstelle 12 in den Abgasstrom eingespritzt wird. Daneben ist der zweite Katalysator 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel abschnittsweise mit einer Beschichtung versehen, um ihn als Dieselpartikelrußfilter bzw. Dieselpartikelfilter (SDPF) zur Reduzierung der im Abgasstrom vorhandenen Partikel auszubilden.
  • Der erste Katalysator 10 und der zweite Katalysator 14 weisen zur Speicherung von NOx (Stickoxiden) jeweils einen Aufbau mit einem geeigneten Träger mit einem Edelmetallkatalysator wie Platin und einer NOx-Speicherkomponente, wie z. B. ein Erdalkalimetall wie Barium, auf.
  • Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Abgasrückführung (nicht dargestellt) ausgebildet. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der NOx-Speicherkatalysatoren variieren, d. h. es können mehr als zwei oder auch nur ein NOx-Speicherkatalysator 10 vorgesehen sein.
  • Es wird nun zusätzlich auf 2 Bezug genommen, um Details des zweiten Katalysators 14 zu erläutern.
  • Der zweite Katalysator 14 weist ein Gehäuse 16 auf, in dem ein erster Träger 18, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet ist, mit einem Edelmetallkatalysator wie Platin und einer NOx-Speicherkomponente, wie z. B. ein Erdalkalimetall wie Barium, angeordnet ist, um NOx speichern zu können. Dabei ist der erste Träger 18 zur Speicherung von NOx bei niedrigen Abgastemperaturen ausgebildet. Im Innern des ringförmigen Trägers 18 ist ein zweiter, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildeter Träger 20 angeordnet, der durch eine Beschichtung als Dieselpartikelrußfilter bzw. Dieselpartikelfilter (SDPF) zur Reduzierung der im Abgasstrom vorhandenen Partikel ausgebildet ist.
  • Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 18 in Abgasströmungsrichtung dem ersten Träger 18 und dem zweiten Träger 20 eine Abgasleiteinrichtung 22 vorgeschaltet. Mit der Abgasleiteinrichtung 22 kann Abgas wahlweise zuerst durch den ersten Träger 18 und nachfolgend durch den zweiten Träger 20 oder durch den zweiten Träger 20 unter Umgehung des ersten Trägers 18 gelenkt werden.
  • Hierzu weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abgasleiteinrichtung 22 eine erste Armatureinrichtung 24 und eine zweite Armatureinrichtung 26 auf. Mit der ersten Armatureinrichtung 24 kann ein zum ersten Träger 18 führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden und mit der zweiten Armatureinrichtung 26 kann ein zum zweiten Träger 20 führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden.
  • Hierzu weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste Armatureinrichtung 24 eine Mehrzahl von Absperrklappen auf, die konzentrisch angeordnet sind und von einem oder mehreren Antrieben, wie z. B. Stellmotoren, verstellt werden können. Ferner weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zweite Armatureinrichtung 26 eine zentral angeordnete Absperrklappe auf, die von einem Antrieb, wie z. B. einem Stellmotor, verstellt werden kann.
  • Der erste Kanal erstreckt sich von der ersten Armatureinrichtung 24 durch eine Eingangs-Stirnfläche 28 des ersten Trägers 18, durch eine Ausgangs-Stirnfläche 30 des ersten Trägers 18, durch eine außenseitige Mantelfläche 32 des zweiten Trägers 20 und durch eine Ausgangs-Stirnfläche 34 des zweiten Trägers 20.
  • Der zweite Kanal erstreckt sich von der zweiten Armatureinrichtung 26 durch eine Eingangs-Stirnfläche 36 des zweiten Trägers 20 und durch eine Ausgangs-Stirnfläche 34 des zweiten Trägers 20. Mit anderen Worten, der zweite Träger 20 weist zwei Eingangsflächen auf, nämlich die Eingangs-Stirnfläche 36 und die Mantelfläche 32 (durch die Eingangs-Stirnfläche 28) und eine Ausgangsfläche, nämlich die Ausgangs-Stirnfläche 30, auf.
  • Es wird nun auf die 3 und 4 Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Armatureinrichtung 38, die z. B. die erste Armatureinrichtung 24 ersetzten kann.
  • Die Armatureinrichtung 38 gemäß dem vorliegende Ausführungsbeispiel weist zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordnete Ringscheiben 40, 42 auf, wobei beide Ringscheiben 40, 42 jeweils eine Mehrzahl von Durchgängen 44 aufweisen, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet voneinander angeordnet sind.
  • Die beiden Ringscheiben 40, 42 sind verdrehbar zueinander ausgebildet, so dass die jeweiligen Durchgänge 44 in eine übereinanderliegende Position gebracht werden können, um die Armatureinrichtung 38 zu öffnen. Werden die Durchgänge 44 so verdreht, dass sie nicht übereinanderliegen, ist die Armatureinrichtung 38 geschlossen. Durch ein teilweises Überlappen können ferner Zwischenstellungen eingestellt werden, um beide Träger 18, 20 simultan, d. h. zeitgleich mit dem Abgasstrom beaufschlagen zu können.
  • Im Betrieb erfasst ein der Brennkraftmaschine 4 zugeordnetes Steuergerät (nicht dargestellt) einen Lastzustand der Brennkraftmaschinen 4. Wenn ein Lastzustand mit geringer Last, wie z. B. Leerlauf erfasst wird, wird von dem Steuergerät die erste Armatureinrichtung 24 derart angesteuert, dass sie offen ist, und die zweite Armatureinrichtung 26 wird derart angesteuert, dass sie geschlossen ist. Mit anderen Worten, der erste Kanal ist offen, während der zweite Kanal geschlossen ist. So kann bei niedrigen Abgastemperaturen, wie sie für einen Betrieb im Leerlauf typisch sind, Abgas zuerst durch den ersten Träger 18 und dann durch den zweiten Träger 20 geleitet werden. Wenn jedoch das Steuergerät einen Lastwechsel zu einem Betrieb mit einer größeren Last erfasst, wie z. B. einem Normalbetrieb, wird von dem Steuergerät die erste Armatureinrichtung 24 derart angesteuert, dass sie geschlossen ist, und die zweite Armatureinrichtung 26 wird derart angesteuert, dass sie offen ist. Mit anderen Worten, der erste Kanal ist geschlossen, während der zweite Kanal offen ist. So kann bei höheren Abgastemperaturen, wie sie für einen Normalbetrieb typisch sind, Abgas direkt durch den zweiten Träger 20 geleitet werden, ohne das der erste Träger 18 mit Abgas beaufschlagt wird.
  • So kann mit dem zweiten Katalysator 14 die Abgasnachbehandlung auch bei niedrigen Abgastemperaturen verbessert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Brennkraftmaschine
    6
    Abgasnachbehandlungsvorrichtung
    8
    Turbine
    10
    Katalysator
    12
    Harnstoffeinspritzstelle
    14
    Katalysator
    16
    Gehäuse
    18
    Träger
    20
    Träger
    22
    Abgasleiteinrichtung
    24
    Armatureinrichtung
    26
    Armatureinrichtung
    28
    Eingangs-Stirnfläche
    30
    Ausgangs-Stirnfläche
    32
    Mantelfläche
    34
    Ausgangs-Stirnfläche
    36
    Eingangs-Stirnfläche
    38
    Armatureinrichtung
    40
    Ringscheibe
    42
    Ringscheibe
    44
    Durchgang

Claims (8)

  1. Katalysator (14) zum Reinigen eines Abgasstromes eines Kraftfahrzeugs (2) mit einer im Normalbetrieb mit Sauerstoffüberschuss betriebenen Brennkraftmaschine (4), wobei der Katalysator (14) in einem Gehäuse (16) einen ersten Träger (18) und einen zweiten Träger (20) aufweist, wobei der erste Träger (18) eine NOx-Speicherkomponente aufweist und der zweite Träger (20) als SCR-Katalysator ausgebildet ist.
  2. Katalysator (14) nach Anspruch 1, wobei in dem Gehäuse (16) eine Abgasleiteinrichtung (22) angeordnet ist, mit der Abgasstrom wahlweise zuerst durch den ersten Träger (18) und nachfolgend durch den zweiten Träger (20) oder durch den zweiten Träger (20) unter Umgehung des ersten Trägers (18) gelenkt werden kann.
  3. Katalysator (14) nach Anspruch 2, wobei die Abgasleiteinrichtung (22) eine erste Armatureinrichtung (24) und eine zweite Armatureinrichtung (26) aufweist, wobei mit der ersten Armatureinrichtung (24) ein zum ersten Träger (18) führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden kann und mit der zweiten Armatureinrichtung (26) ein zum zweiten Träger (20) führender Kanal geöffnet oder geschlossen werden kann.
  4. Katalysator (14) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der zweite Träger (20) eine ihn als Dieselrußpartikelfilter ausbildende Beschichtung aufweist.
  5. Katalysator (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Träger (18) ringförmig und der zweite Träger (20) zylinderförmig ausgebildet sind, wobei der zweite Träger (20) in den ersten Träger (18) eingesetzt ist.
  6. Katalysator (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Träger (18) dazu ausgebildet ist, dass der Abgasstrom durch eine Eingangs-Stirnfläche (28) des ersten Trägers (18) in den ersten Träger (18) eintreten und durch eine Ausgangs-Stirnfläche (30) des ersten Trägers (18) austreten kann, und wobei der zweite Träger (20) dazu ausgebildet ist, dass der Abgasstrom durch eine Eingangs-Stirnfläche (36) des zweiten Trägers (20) oder eine außenseitige Mantelfläche (32) des zweiten Trägers (20) in den zweiten Träger (20) eintreten kann und durch eine Ausgangs-Stirnfläche (34) austreten kann.
  7. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (6) mit einem Katalysator (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  8. Kraftfahrzeug (2) mit einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (6) nach Anspruch 7.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060260296A1 (en) 2005-05-19 2006-11-23 Ford Global Technologies, Llc Method for remediating emissions
US20100146954A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Wescast Industries, Inc. Liquid-Cooled Exhaust Valve Assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060260296A1 (en) 2005-05-19 2006-11-23 Ford Global Technologies, Llc Method for remediating emissions
US20100146954A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Wescast Industries, Inc. Liquid-Cooled Exhaust Valve Assembly

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